Расчет кольцевого резонатора пьезоэлектрического двигателя и его моделирование в программном продукте ANSYS

Abstract

Oпределена резонансная частота кольцевого пьезоэлемента (ПЭ) в условиях его эксплуатации во вращающемся пьезодвигателе на радиальных колебаниях. Создана трехмерная модель ПЭ, определены его частотные характеристики, входная и выходная деформации, их соотношение при приложении внешнего силового воздействия обратного пьезоэлектрического эффекта в программном продукте ANSYS с помощью компоненты ANSYS Workbench. Рассчитано увеличение амплитуды выходных колебаний по отношению к входным. Приведены ре-зультаты сравнения расчетных параметров ПЭ с результатами моделирования.

Визначено резонансну частоту кільцевого п’єзоелемента (ПЕ) в умовах його експлуатації у п’єзодвигуні на радіальних коливаннях, що обертається. Створено тривимірну модель ПЕ, визначено його частотні характеристики, вхідну і вихідну деформації, їхнє співвідношення при дії зовнішнього силового впливу зворотнього п’єзоелектричного ефекту у програмному середовищі ANSYS за допомогою компоненти ANSYS Workbench. Розраховано зростання амплітуди вихідних коливань по відношенню до вхідних. Наведено резуль-тати порівняння розрахункових параметрів ПЕ з результатами моделювання.

Resonance frequency of ring piezoelement (PE) when it is used in rotary piezomotor with radial oscillations is determined. Three-dimensional model of PE is created, its frequency parameters, input and output strains and their ratio under action of external force caused by the inverse piezoelectric effect are determined in ANSYS software environment using the ANSYS Workbench component. Output oscillations amplitude gain relative to input ones is calculated. Calculated parameters are compared with results of modeling.